1) O documento discute vários tópicos relacionados a redes de computadores, incluindo funções de roteadores, proxies, gateways, detecção e correção de erros, controle de fluxo, protocolos de transmissão de dados, técnicas de acesso ao meio compartilhado e os protocolos Ethernet, ALOHA, CSMA, CSMA/CD e CSMA/CA. 2) É descrito o funcionamento de protocolos como Stop-and-Wait, Go-Back-N e Repetição Seletiva para retransmissão de dados errados

1. 73
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2.9 – As funções dos Routers
 1:
* 2

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 Funções de Proxy:
* Função de representante de rede para o exterior:
• Controlo de acessos por utilizador:
– Concentrador de ligações a exterior + atribuição de End’s IP
– Filtro de aplicações (funcionalidade de Firewall)
• Armazenamento temporário de informação efeito cache
– Pedido de informação remota é 1º consultado na cache
– Só se informação não estiver em cache é que é efetuada
consulta a servidor remoto
– Cache possibilita maior rapidez de acesso a informação
• Monitorização de atividades de utilizadores logs
2.10 – Proxies e Gateways

3. 75
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2.10 – Proxies e Gateways

4. 76
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 Correção / Deteção de Erros
* Função de camada 2 OSI: Ligação de Dados, sub-camada LLC
* Códigos de Deteção de Erros
• Terminal recetor consegue detetar erros de transmissão
• Apropriado para aplicações que possam pedir retransmissão de
dados errados
• Necessário transmitir bits adicionais (redundantes) para deteção de
erros
• Ex. bit paridade, Checksum, CRC (+ eficácia => + complexidade)
* Códigos de Deteção e Correção de Erros:
• Terminal recetor consegue detetar e corrigir erros de transmissão
• Apropriado para aplicações que não possam pedir retransmissão de
dados errados
• Necessário transmitir mais bits adicionais redundantes do que para
apenas deteção de erros
• Ex. Hamming
2.11 – Controlo do Erros & Fluxo de Dados

5. 77
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 Deteção/Correção de Erros:
* Trama passa a conter n = d + r bits
• n = total de bits na trama
• d = número de bits que representam dados
• r = número de bits adicionais de redundância/verificação
• Objetivo: possibilitar deteção/correção de erros
• Verificação de Erros:
Emissor: re = f(de)
Recetor: se rr = f(dr) Não deteta Erro!
n
1
1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1
d r
2.11 – Controlo do Erros&Fluxo de Dados
Rede
de dr
re = bits redundantes inseridos por Emissor
em função de bits de dados de a transmitir
rr = bits redundantes recebidos por Recetor
para comparação com checksum de dados:
dr recebidos

6. 78
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 Controle de Fluxo (Flow Control):
* Função de camada 2 OSI: Ligação de Dados, sub-camada LLC
* Terminais Emissor e Recetor podem não ter a mesma
capacidade de processamento de dados
* Ex. Transmissão de 1 ficheiro para uma impressora
* Necessário garantir que Recetor consegue processar
/armazenar mensagens recebidas
* Exemplo de tarefas a executar por Recetor:
* Análise de cabeçalho
* Verificação de tipo de mensagem (controlo, dados)
* Detecção/Correcção de erros
* Capacidade disponível em buffer
* Necessário protocolo que “regula” o débito da transmissão
* Recetor informar Emissor de timing e quantidade de dados
que pode receber num dado instante
* Ex. Janela Deslizante
2.11 – Controlo do Erros&Fluxo de Dados

7. 79
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 Protocolos de Retransmissão de dados errados da camada 2:
* Stop-and-Wait
* Janela Deslizante (Sliding Window)
• Go-Back-n
• Repetição Seletiva (Selective Repeat)
2.11 – Controlo do Erros&Fluxo de Dados

8. 80
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2.11 – Controlo do Erros&Fluxo de Dados
 Protocolos de Janela Deslizante:
* Definição de um nº N de mensagens que podem ser transmitidas /
recebidas sem necessitarem de esperar por ACK (confirmação) individual
– N = nº mensagens para “preencher” canal enquanto Emissor espera
ACKnowledge de 1ª mensagem (da janela)
• Janela de Transmissão: nº de mensagens que emissor pode transmitir
• Janela de Receção: nº de mensagens que recetor pode receber
• Recetor pode retardar o envio de ACK ‘s para controlar fluxo de Emissor
• Vantagens de utilização de variantes c janelas c dimensão superior a 1:
– Menor tempo de espera para transmissão
– Melhor ocupação de canal do que Stop and Wait
Protocolo
Janela de
Transmissão
Janela de
Receção
Stop and Wait
Go Back N
Selective Repeat
1 1
N 1
2*N -1 N
Utilizado
por TCP

9. 81
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 Protocolo Stop and Wait
* Caso 1 - Trama correta:
• Recetor envia ACK para Emissor poder enviar trama seguinte
* Caso 2 - Trama corrompida:
• Recetor deteta erro e não envia ACK
• Emissor repete transmissão de trama após expirar timer para
receção de ACK
* Caso 3 - ACK corrompido:
• ACK enviado por Recetor para confirmar OK de trama é
corrompido
• Emissor vai retransmitir trama que Recetor vai receber 2x
Tramas numeradas
* Desvantagem Pouca eficácia na ocupação do canal de Tx
• Não apropriado para canais com grandes tempos de propagação
2.11 – Controlo do Erros&Fluxo de Dados

10. 82
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 Protocolo Stop-and-Wait
Recetor
Emissor
Trama 1
ACK 1
Trama OK
Caso 1:
Emissor
Trama 1
ACK 1
Recetor
OK
ACK
Corrompido
Caso 3:
Timer Retransmitir
Expira
Trama 1
OK
Repetida
OK
ACK 1
Trama
Corrompida
Trama 1
Trama 1
Caso 2:
Não OK
OK
ACK 1
Timer Retransmitir
Expira
Trama 2
Trama 2
Trama 2
2.11 – Controlo do Erros&Fluxo de Dados

11. 83
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 Protocolo Go-Back-N
* Não existência de erros janela de transmissão atualizada 1
unidade por cada ACK recebido
* Se ocorrer erro Emissor terá que retransmitir trama errada e as
seguintes entretanto transmitidas
0
0
1
1
2 3 4 5 2
2
3 4 5
R R R
E
Erro Janela N=1 Tramas 3,4,5 recusadas
Janela N = 4
Emissor
Recetor:
3 4 5
2.11 – Controlo do Erros&Fluxo de Dados
tempo

12. 84
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 Protocolo Repetição Seletiva:
* Não existência de erros janelas atualizadas após receção de
ACK (Emissor) e tramas (Recetor)
* Se ocorrer erro Emissor terá que retransmitir apenas trama
errada
Janela 2*N-1, N=4
0
0
1
1
2 3
3
4
4
5
5
2
2
6
6
7
7
8
8
9
9
10
10
E
Erro Janela N=4 Tramas 3,4,5 aceites pela camada ligação de dados
Emissor
Recetor:
2.11 – Controlo do Erros&Fluxo de Dados

13. 85
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 Janela Deslizante c ACK+, em função de nº de octetos (bytes) transmitidos
* Usado em TCP (C4 OSI) Buffer de Destino
2K
1K
Emissor Recetor
Aplicação lê 2K
2K ; SEQ=0, 1ª byte=0
ACK=2048 ; WIN=2048
2K ; SEQ=2048
ACK=4096 ; WIN=0
ACK=4096 ; WIN=2048
1K ; SEQ=4096
Vazio = 4K
Cheio
2K
Aplicação
Transmite 2K
Pretende
Transmitir 3K.
Como WIN=2K
Só transmite 2K
Fica 1K à espera
Só tem 1K para
transmitir, mesmo
como WIN=2K
OK
OK
SEQ: Nº de Sequência de próximo byte a transmitir
WIN: Dimensão da Janela Destino
2.11 – Controlo do Erros&Fluxo de Dados
tempo
Vazio
WIN=2K
2K Vazio
WIN=0K =>
Não pode transmitir
2048 = 1º byte de
3ºK (2048=2*1024)
4096 = 1º byte de
5ºK (4096=4*1024)

14. 86
R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
 Técnicas de acesso ao meio de transmissão partilhado:
* Função de camada 2 OSI: Ligação de Dados, sub-camada MAC
* Métodos de Competição (Contenção):
• ALOHA
• CSMA (Carrier Sense Multiple Access)
• CSMA/CD (CSMA with Collision Detection)
• CSMA/CA (CSMA with Collision Avoidance)
Métodos sem Competição ou por Turnos (Determinísticos):
• Controlo Centralizado
– Polling
• Controlo Distribuído
– Passagem de Testemunho
– Utilização de Slots
2.12 – Acesso ao Meio de Transmissão

15. 87
R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
 ALOHA
* ALOHA é o nome do protocolo de acesso
* Baseado em rede rádio de pacotes existente no Havai nos anos
70 - ALOHANET
• Comunicação de utilizadores remotos com computador central
de Universidade
* Todas as estações terminais transmitem à mesma frequência
• Grande probabilidade de colisões
• Sistema com eficácia razoável apenas para redes com pouco
tráfego
2.12 – Acesso ao Meio de Transmissão

16. 88
R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
 ALOHA
* Processo de transmissão de mensagens:
• Nó emissor transmite mensagem e espera confirmação (ACK)
a) Mensagem recebida e sem erros
• Recebe ACK (antes de temporizador de controle expirar)
b) Mensagem não recebida ou com erros
• Não Recebe ACK (antes de temporizador expirar)
• Retransmite mensagem
• Retransmissão de mensagem
– Esperar tempo aleatório para retransmitir
• A não receção de ACK deverá ter sido causada por uma
colisão com uma mensagem de outro emissor.
• Para reduzir probabilidade de nova colisão 2 emissores
deverão esperar tempos aleatórios para retransmissão
das mensagens
2.12 – Acesso ao Meio de Transmissão

17. 89
R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
 CSMA
* Resolve o problema da “surdez” do método ALOHA
• Antes de transmissão existe verificação da existência de tráfego
na rede
• Menor probabilidade de colisão
• Restantes características são semelhantes a ALOHA
* Método de transmissão aleatório mais popular
* Apropriado para LANs:
• Tempos de propagação pequenos
– Semelhante entre todos os pares fonte-destino
• Estado do canal pode ser detetado rapidamente
– Quando computador transmite uma mensagem todos os
outros podem detetá-la rapidamente
2.12 – Acesso ao Meio de Transmissão

18. 90
R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
 CSMA/CD
* Adotado pela tecnologia Ethernet
• Tecnologia simples e eficiente + Utilizada em LANs
* Melhorar deteção de colisão Menor probabilidade de novas colisões
Melhor desempenho
• Computadores têm que esperar tempo de sinal de colisão percorrer
2x distância entre computadores mais afastados
A B
Transmissão
A B
Colisão
Sinal de Colisão
Deteção e espera
de prolongamento
de Sinal de Colisão
A B
2.12 – Acesso ao Meio de Transmissão

19. 91
R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
 CSMA/CA
* Adotado por Wireless LANs Problema de “nó escondido”
• Todos os nós conseguem comunicar com o AP, mas nem todos os nós
conseguem comunicar entre si, devido a dificuldades de propagação do sinal
* Para transmitir computador A verifica se canal está livre (CSMA)
1) Se ocupado esperar tempo aleatório
• Cada t (slot) decrementar contador de tempo aleatório
2) Se livre ou contador aleatório=0
• Enviar mensagem RTS (Request To Send) a B, via AP (Access Point)
3) Se possível Tx B responde com CTS (Clear To Send), via AP
4) Restantes computadores (R) recebem RTS e CTS, via AP, e ficam inibidos
de Tx durante NAV (Network Allocation Vector)
5) Após conclusão de Tx B responde com ACK (fim de NAV)
A
B
R
RTS
CTS
Dados
ACK
NAV
Tempo
2.12 – Acesso ao Meio de Transmissão

20. 92
R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
 Ethernet
* Norma 802.3 IEEE (camada 2, sub-camada MAC de OSI) para LANs
* Tecnologia mais utilizada em LANs
• Fácil de implementar, gerir e manter
• Baixo custo
• Compatível com protocolos de restantes níveis
* Utiliza CSMA/CD para acesso ao meio de transmissão
* Inicialmente utilizada apenas com Bus (físico)
* Atualmente utilizado com outras diferentes topologias:
• Estrela
• Arvore Router
Bus
Sw
Hub Estrela
2.12 – Acesso ao Meio de Transmissão

21. 93
R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
 Ethernet
* Suporta diferente tecnologias e velocidades Diversas variantes
• Notação: x-Base-y
x = Velocidade suportada
Base = Banda Base (sem modulação)
y = Meio de Transmissão utilizado
* Exemplos:
• 10-Base-5, 10 Mbit/s em Cabo Coaxial, Seg: 500m, Nós/Seg: 100
– Pouco utilizado hoje em dia
• 100-Base-TX, 100 Mbit/s em 2xPares Torcido (Cat.5), Seg: 100m
– Fast Ethernet com Full Duplex
• 1000-Base-LX, 1000 Mbit/s em Fibra Óptica monomódo, Seg: 5 Km
– Gigabit Ethernet
• 10-GBase-X, 10.000 Mbit/s em Fibra Óptica monomódo, Seg: 40Km
– 10 Gigabit Ethernet
2.12 – Acesso ao Meio de Transmissão

22. 94
R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
PRE – Identificador de chegada de trama pra
sincronização de recetor da mesma
SFD – Identificador de início de trama
DA/SA – Endereços Destino/Fonte
Data – Dados, min:46 ; max:1500 bytes
FCS – Checksum para controlo de erros de
transmissão
Estrutura de trama Ethernet:
2.12 – Acesso ao Meio de Transmissão

23. 95
R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
 Polling (Escrutínio)
* Computador Central da rede interroga terminais periféricos:
• Sequencialmente, um a um, se querem transmitir
• Apenas o podem fazer nesse instante (slot)
* Desvantagem: possível tempo de espera:
• Rede com muitos nós, quando apenas uma minoria pretende
transmitir
• Computadores ficarão muito tempo à espera de receber
autorização (“pergunta” ou escrutínio de nó central)
• Solução: Multiplexação Estatística:
– Nós que pretendam transmitir sejam chamados mais vezes
– Aplicação: rede de alarmes
lista de escrutínio: A A B C D E E A C D D B
Time Slot
nós: A, B, C, D, E
2.12 – Acesso ao Meio de Transmissão

24. 96
R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
 Passagem de Testemunho
* Testemunho (Token):
* Padrão especial de bits que circula de nó para nó
* Cada nó só pode transmitir quando receber testemunho
* Transmissão de uma mensagem:
• Nó remove o testemunho da rede e insere a sua mensagem (atrás de
outras eventuais mensagens que já circulem), transmitindo o testemunho
após a sua mensagem
• Após volta completa, a mensagem (agora) inserida é a 1ª mensagem
– Facilitar eliminação da mensagem, por nó emissor da mesma
• Função de ACKnowledge (nó destino, copia mas não elimina mensagem)
* Monitorização de mensagens:
• Todos os nós monitorizam as mensagens que estão na rede
• Responsáveis por identificar e aceitar (copiar) as mensagens que lhe são
dirigidas + modificar bit de ACK
• Reencaminham para nó seguinte todas as mensagens
2.12 – Acesso ao Meio de Transmissão

25. 97
R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
 Anel com Passagem de Testemunho (token ring)
* Corresponde à norma IEEE 802.5 para LANs
A
B
C
D
E
T A-B, C-D
1)
T A-B, C-D
2)
A Tx Mensagem para B (A-B), a seguir a
Testemunho T
B lê Mensagem de A (A-B)
3)
T A-B C confirma e elimina Mensagem C-D
T D-A, A-B
D Tx Mensagem para A (D-A)
T D-A, A-B
4)
5)
6)
T D-A
A confirma e elimina A-B
A lê D-A
2.12 – Acesso ao Meio de Transmissão

26. 98
R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
* FDDI - Fiber Distributed Data Interface:
• Anel com Passagem de Testemunho (token ring) em MANs
• Maior fiabilidade - 2 Anéis (1 Anel em standby ou os 2 em série)
• Maior Rede (MAN) – até 1000 nós de rede, em 200 Km, a n Gbit/s
• Maior velocidade/distancias - inicialmente 100 Mbit/s, quando
surgiu FDDI, Ethernet apenas suportava 10 Mbit/s
Testemunho
2.12 – Acesso ao Meio de Transmissão

27. 99
R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
 Bus com Slots - DQDB (Distributed Queue Dual Bus)
* Corresponde à norma IEEE 802.6 para LANs e MANs (fibra ótica)
* Maior velocidade ( ~150 Mbit/s)
• 2 Buses unidirecionais para transmissão (Tx) bidirecional
• Bus A - slot para TX dados
• Bus B - Pedido de Tx (ocupação de slot em Bus A para TX dados)
* HoB (Head of Bus) gerador de slots
Vice-versa
Bus A
HoBA
HoBB
Bus B
Pedido Tx
Dados
1º
2º
A B C
Tx de Mensagem de
Nó B para C:
1º B pede slot em Bus B
(cada nó tem 2 contadores:
nº pedidos + posição na queue)
2º B transmite dados em
1º slot livre de Bus A
(posição na queue = 1º)
Para Tx de B para A
1º B faz pedido em Bus A
2º B transmite em Bus B
Terminação
2.12 – Acesso ao Meio de Transmissão

28. 100
R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
 Métodos de Competição / Por-turnos
* Métodos Por-turnos são mais apropriados para redes que operam sob
as seguintes condições:
• Transporte de dados sensíveis a atrasos temporais:
– Atrasos mais regulares e previsíveis, do que em Competição
• Sobrecarga de tráfego
• Mecanismos de controlo da rede:
– Ex. definição de prioridades entre nós (multiplexação estatística)
Carga de Rede
Transmissão
c
sucesso
Competição
Por-turnos
2.12 – Acesso ao Meio de Transmissão